Wszystkie części robota odgrywają rolę w jego działaniu i określają rodzaj zadań, do których może być używany. Dlatego dogłębne zrozumienie takich części byłoby pierwszym krokiem w kierunku wyboru właściwego robot przemysłowy dla Twoich potrzeb. Chociaż należy wziąć pod uwagę wiele części, być może korzystne byłoby zacząć od jednej z kluczowych; manipulator robotyczny.
Co to jest manipulacja robotyczna?
A robot to maszyna zaprogramowana do automatycznego wykonywania określonych zadań w przewidywalny sposób. Aby to zrobić, musi obsługiwać obiekty i albo je przesuwać, albo uderzać w nie poprzez spawanie lub wiercenie. To właśnie obsługa lub procedury wykonywane na obiektach określa się mianem manipulacji robotycznej. Definicja ta daje nam zatem kontekst do zdefiniowania manipulatorów robotycznych.
Manipulator robota to konstrukcja przypominająca ramię połączona z korpusem robota i służąca do wykonywania zadań. Robot bez manipulatora byłby odpowiednikiem osoby wykonującej jakąś czynność z rękami związanymi z tyłu, to się po prostu nie opłaca. W rzeczywistości z tego powodu manipulatory robotyczne nazywane są również ramionami robotów.
Z czego składają się manipulatory robotów?
źródło: Kawasaki
Manipulatory robotów składają się z szeregu stawów i ogniw połączonych w ich wewnętrznej strukturze. Z zewnątrz ramię manipulatora robota wydaje się być zamontowane tylko na robocie. Jednak szereg stawów i ogniw wchodzi głębiej w korpus robota, aby je połączyć. Zapewnia to, że robot i manipulator współpracują ze sobą w skoordynowanych ruchach płynnych.
Ogniwa to sztywne elementy, które łączą różne części robota. Chociaż ich sztywność zapewnia solidną konstrukcję, utrudniałaby poruszanie się części robota podczas wykonywania zadań. W rezultacie do ogniw dodano złącza, aby ułatwić elastyczność. Stawy to ruchome elementy, które przesuwają się względem siebie, aby ułatwić ruch liniowy, obrotowy lub rewolucyjny części robota. Są zbudowane i działają w taki sam sposób jak ludzki łokieć lub kolano.
Manipulatory robotów w różnych robotach
Źródło: www.brainkart.com
Rodzaj i liczba przegubów, jakie posiada manipulator robota, determinuje jego stopnie swobody, kształt przestrzeni roboczej i możliwości jego zastosowania. To z kolei określa, w jaki sposób robot jest kategoryzowany. Dla ilustracji przeanalizujmy różne typy robotów i konstrukcje ich robotycznych manipulatorów.
Robot kartezjański – jego manipulatory są połączone za pomocą 3 przegubów pryzmatycznych, które są prostopadłe do siebie i zapewniają jedynie liniowe ruchy ślizgowe. W rezultacie robot kartezjański jest klasyfikowany jako robot 3-osiowy i ma geometryczną przestrzeń roboczą.
Polar Robot – ramię i korpus robota polarnego są połączone za pomocą stawu obrotowego. Ten typ stawu umożliwia ruchy okrężne, które umożliwiają ramieniu robota polarnego poruszanie się w 3 osiach w układzie geometrii biegunowej.
Cylindryczny robot – cylindryczne ramię robota działa za pomocą obrotowego stawu u podstawy i liniowego stawu, który umożliwia mu poruszanie się wzdłuż osi pionowej. Konfiguracja tych stawów umożliwia manipulatorowi wydłużanie się i cofanie, ale jego zakres roboczy jest nadal raczej ograniczony do małego cylindrycznego kształtu.
Robot SCARA – przeguby robota SCARA są obrotowe i ułatwiają jego ruchy wzdłuż osi XY, zachowując jednocześnie sztywność w osi Z. Dzięki temu, że przeguby znajdują się w płaszczyźnie poziomej, roboty SCARA posiadają szerokie przestrzenie robocze w kształcie półkola.
Przegubowy robot– robot przegubowy ma najbardziej elastyczne manipulatory spośród wszystkich innych robotów. Ramię manipulatora robota jest połączone z korpusem robota za pomocą stawu obrotowego, podczas gdy łokieć i inne części ramienia są połączone za pomocą stawów obrotowych. Stawy obrotowe umożliwiają ramieniu obracanie się, pochylanie i odchylanie, tworząc w ten sposób robota 6-osiowego.
Zastosowania manipulatorów robotycznych
Elastyczność różnych manipulatorów robotycznych można wykorzystać do automatyzacji procesów w różnych gałęziach przemysłu. Przykłady takiego zastosowania obejmują:
Chirurgia robotyczna – w tym zastosowaniu przegubowy manipulator robota jest wyposażony w narzędzia chirurgiczne jako efektory końcowe. Jest on sterowany zdalnie przez chirurga w celu wykonywania manewrów chirurgicznych.
Wybierz i umieść – jest to powszechne zastosowanie przemysłowe, w którym manipulatory robotów służą do powtarzalnych zadań typu „podnieś i umieść”, takich jak pakowanie towarów.
Montaż PCB – w tym przypadku manipulator robotyczny zastępuje ręce pracownika, aby z dużą precyzją i szybkością montować mikroczęści na płytce PCB.
Wniosek
Można śmiało powiedzieć, że znaczenie manipulatora robota w robotyce wykracza poza samą funkcję. Dalsze kroki obejmują zdefiniowanie struktury i sposobu zastosowania robota. Wysokiej jakości manipulatory renomowanej firmy producent ramion robotycznych byłoby zatem godną inwestycją dla każdego, kto zaczyna przygodę z robotyką.